基于HOG的熵流導(dǎo)航方法.pdf

1、航天事業(yè)是衡量一個(gè)國家科技水平是否先進(jìn)、國防力量是否強(qiáng)大的重要指標(biāo)之一。導(dǎo)航領(lǐng)域在經(jīng)過不斷的發(fā)展之后,目前已經(jīng)存在許多種常見的導(dǎo)航方法。其中,基于昆蟲視覺的導(dǎo)航方法是目前一個(gè)正日益引起關(guān)注的研究對(duì)象。視覺導(dǎo)航對(duì)硬件要求相對(duì)較低,只需要簡單的視覺傳感器即可。同時(shí),它不要借助外部信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航,通過計(jì)算可以得到真實(shí)環(huán)境中物體到攝像機(jī)的距離,從而躲避障礙達(dá)到自主導(dǎo)航的目的。
　　方向梯度直方圖(HistogramofOrientedGra

2、dient,HOG)算子是計(jì)算和統(tǒng)計(jì)圖像局部區(qū)域梯度直方圖的局部區(qū)域描述符。它基于圖像的局部單元格,并對(duì)局部區(qū)域直方圖進(jìn)行歸一化操作,使得它能保持光學(xué)和幾何的不變性,這對(duì)刻畫圖像的局部信息十分有用。
　　本文在實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目已有科研成果的基礎(chǔ)上對(duì)之前的導(dǎo)航方法進(jìn)行了改進(jìn),提出了基于HOG的熵流導(dǎo)航方法。首先,根據(jù)熵圖和熵流的概念,結(jié)合HOG描述子強(qiáng)大的描述局部信息的能力,重新定義了熵圖的計(jì)算方式,并給出了構(gòu)造熵圖的詳細(xì)步驟;隨后根據(jù)熵

3、圖計(jì)算出熵流,得到導(dǎo)航過程中信息的流動(dòng),并將熵流作為輸入?yún)?shù)帶入六參數(shù)運(yùn)動(dòng)估計(jì)模型進(jìn)行全局運(yùn)動(dòng)估計(jì),獲得導(dǎo)航的運(yùn)動(dòng)估計(jì)參數(shù)。由于在運(yùn)動(dòng)估計(jì)中使用了最小二乘法,會(huì)引入噪聲數(shù)據(jù),所以在導(dǎo)航的最后對(duì)全局運(yùn)動(dòng)估計(jì)的結(jié)果進(jìn)行卡爾曼濾波以得到優(yōu)化的運(yùn)動(dòng)估計(jì)參數(shù)。
　　經(jīng)過前面的理論研究,隨后在MATLAB平臺(tái)上進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。首先給出了原圖和利用HOG描述子對(duì)圖像進(jìn)行描述之后的對(duì)比圖,然后給出了通過使用HOG進(jìn)行熵流導(dǎo)航的效果。通過對(duì)結(jié)果的分